新纖維材料與應(yīng)用

1、纖維新材料與應(yīng)用化學(xué)纖維基本概念第一節(jié) 化學(xué)纖維的基本概念與分類一、纖維的定義1. 纖維（Fiber）：是一種細(xì)長(zhǎng)形狀的物體，其長(zhǎng)度對(duì)其最大平均橫向尺寸比至少為10：1，其截面積小于0.05mm2，寬度小于0.25mm。2. 紡織纖維（Textile fiber） ：紡織用纖維的直徑一般為幾微米至幾十微米，長(zhǎng)度與直徑之比一般大于1000：1，還應(yīng)具有一定的柔曲性、強(qiáng)度、模量、伸長(zhǎng)和彈性等。 一些一維尺度的材料也經(jīng)常以纖維命名，例如納米纖維。 一些作為結(jié)構(gòu)材料的纖維，對(duì)于長(zhǎng)徑比、柔曲性等的要求已沒(méi)有紡織纖維那么嚴(yán)格?；瘜W(xué)纖維基本概念二、 纖維的分類（1）按原料分類的纖維動(dòng)物纖維：絲、毛等天然纖維

2、紡織纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維基本概念礦物纖維：石棉等植物纖維：棉、麻等 天然纖維 ( Natural fiber) ：由纖維狀的天然物質(zhì)直接分離、精制而成。 化學(xué)纖維 (Chemical fiber，Man-madefiber) ：用天然或人工合成的聚合物為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工制得的纖維。包含人造纖維、合成纖維和無(wú)機(jī)纖維三類。化學(xué)纖維基本概念再生蛋白質(zhì)纖維動(dòng)物蛋白：酪朊（奶蛋白)、絲朊（絲素蛋白）植物蛋白：大豆、花生、玉米蛋白再生纖維素纖維 粘膠纖維、銅氨纖維人造纖維 新溶劑纖維素纖維纖維素酯纖維：二醋酯纖維、三醋酯纖維、 纖維素硝酸酯纖維其它：甲殼質(zhì)纖維、海藻纖維聚酯纖維雜鏈纖維聚酰胺纖維

3、聚氨酯彈性纖維其它：芳香族聚酰胺纖維、聚脲聚甲醛、聚酰亞胺等化學(xué)纖維合成纖維無(wú)機(jī)纖維碳鏈纖維玻璃纖維碳纖維金屬纖維聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維、聚烯烴纖維含氯纖維、含氟纖維、其它化學(xué)纖維基本概念 人造纖維（Artificial fiber）：以天然高分子化合物為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工制得的纖維，也稱再生纖維（Regeneratedfiber） 合成纖維 （Synthetic fiber）：以石油、天然氣、煤及農(nóng)副產(chǎn)品等為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)制成合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。化學(xué)纖維基本概念 無(wú)機(jī)纖維（Inorganic fiber）：主要成分是由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的纖維。玻璃纖維 Gl

4、ass fiber，Textile glass無(wú)機(jī)纖維 碳纖維 Carbon fiber金屬纖維 Metallic fiber化學(xué)纖維基本概念2. 按尺寸分類的化學(xué)纖維（1）長(zhǎng)絲 (Filament, yarn)在化學(xué)纖維制造過(guò)程中，經(jīng)紡絲成形和后加工工序后，得到的連續(xù)不斷的長(zhǎng)度以千米計(jì)的纖維稱為長(zhǎng)絲。單絲(少孔絲、鬃絲)復(fù)絲簾線絲長(zhǎng)絲化學(xué)纖維基本概念 單絲：原指用單孔噴絲頭紡制而成的一根連續(xù)單纖維，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往也包括36孔噴絲頭紡成的36根單纖維組成的少孔絲少孔絲。較粗的合成纖維單絲（直徑0.082mm）稱為鬃絲鬃絲，用作繩索、毛刷、日用網(wǎng)袋、漁網(wǎng)或工業(yè)濾布；細(xì)的聚酸胺單絲用作透明女

5、襪或其它高級(jí)針織品。 復(fù)絲：由數(shù)十根單纖維組成的絲條?；瘜W(xué)纖維的復(fù)絲一般由8100根以下單纖維組成。絕大多數(shù)的服用織物都是采用復(fù)絲織造，因?yàn)橛啥喔鶈卫w維組成的復(fù)絲比同樣直徑的單絲柔順性好?；瘜W(xué)纖維基本概念 簾線絲：由一百多根到幾百報(bào)單纖維組成、用于制造輪胎簾子布的絲條，俗稱簾線絲?；瘜W(xué)纖維基本概念（2） 短纖維 (Staple fiber)化學(xué)纖維經(jīng)切斷而成的、一定長(zhǎng)度規(guī)格的纖維。棉型：2538mm毛型：70150mm中長(zhǎng)型：5176mm短纖維化學(xué)纖維基本概念（3） 絲束（Tow）絲束是由大量單纖維匯集而成。用來(lái)切斷成短纖維的絲束由幾萬(wàn)根至幾百萬(wàn)根組成，以提高短纖維的生產(chǎn)能力；煙用絲束由600

6、0根組成，用于生產(chǎn)香煙過(guò)濾嘴?；瘜W(xué)纖維基本概念（4）牽切纖維 (Stretch-broken tow)化纖絲束經(jīng)牽伸拉斷而成的長(zhǎng)度不相等(而有一定比例)的短纖維。化學(xué)纖維基本概念3. 按表面和縱向形狀分類的化學(xué)纖維 直絲（Flat yarn） 變形紗 (Textured filament,Textured yarn) (TY)化學(xué)纖維基本概念拉伸變形絲(DTY)變形紗彈力變形絲膨體紗(BCF)定型變形絲變形紗包括所有經(jīng)過(guò)變形加工后具有(或潛在具有)卷曲、螺旋、環(huán)圈等外觀特性而呈現(xiàn)膨松性、伸縮性的單根或多根長(zhǎng)絲和紗。化學(xué)纖維基本概念網(wǎng)絡(luò)絲 （Network yarn）預(yù)取向絲或拉伸變形紗經(jīng)高壓氣

7、流吹捻，單絲間相互交纏，形成周期性的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的絲條。網(wǎng)絡(luò)絲抱合性好、強(qiáng)度較高，織造時(shí)能省去加捻、上漿工序，所以網(wǎng)絡(luò)絲又叫“免漿絲”。化學(xué)纖維基本概念4. 按取向程度分類的化學(xué)纖維 未取向絲(UDY-Un-draw yarn)經(jīng)低速紡絲紡制的化纖長(zhǎng)絲。 預(yù)取向絲(POY-Pre-oriented yarn, Partiallyoriented yarn）經(jīng)高速紡絲獲得的取向度在未取向絲和牽伸絲之間的化纖長(zhǎng)絲。 全取向絲(FOY-Fully oriented yarn)利用超高速紡（紡速在5500m/min以上）生產(chǎn)的化纖長(zhǎng)絲?；瘜W(xué)纖維基本概念5.按性能分類的化學(xué)纖維按性能分類的化學(xué)纖維 差別化纖維

8、 (Differential fiber)泛指對(duì)常規(guī)化學(xué)纖維產(chǎn)品有所創(chuàng)新或賦予某些特性的化學(xué)纖維。主要是指經(jīng)過(guò)化學(xué)改性或物理改性，使常規(guī)化學(xué)纖維的服用性能得以改善，并具有一些新的性能，使同一化學(xué)纖維大品種的產(chǎn)品多樣化和系列化?；瘜W(xué)纖維基本概念在聚合及紡絲工序中改性的有：共聚、超有光、超高收縮、異染、易染、速染、抗靜電、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸濕、吸汗、防水、熒光變色等纖維；在紡絲、拉伸和變形工序中形成的有：共混、復(fù)合、中空、異形、異縮 、異材、異色、細(xì)旦、超細(xì)、特粗、粗細(xì)節(jié)、三維卷曲、網(wǎng)絡(luò)、混纖、混絡(luò)、皮芯、并列、毛圈 噴氣變形以及各種竹節(jié)、疙瘩、結(jié)子、鏈條、辮子、夾色、混色。包

9、覆、起毛起絨的花色絲、紗或纖維條等都屬于差別化纖維的范疇。化學(xué)纖維基本概念 異形纖維 (Shaped fiber,Profiled fiber) ：在合成纖維成形過(guò)程中，采用異形噴絲孔紡制的具有非圓形截面的纖維或中空纖維稱為異形截面纖維，簡(jiǎn)稱異形纖維。例如:三角形纖維具有類似于蠶絲的光澤?；瘜W(xué)纖維基本概念十字形纖維具有手感好、覆蓋性好和抗起球等優(yōu)點(diǎn)?；瘜W(xué)纖維基本概念中空纖維具有質(zhì)輕、保暖等特點(diǎn)?；瘜W(xué)纖維基本概念異形噴絲孔化學(xué)纖維基本概念異形噴絲孔與斷面形狀的關(guān)系化學(xué)纖維基本概念 復(fù)合纖維：(Bicomponent fiber, Composite fiber)在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上不

10、相混合的聚合物，這種化學(xué)纖維稱為復(fù)合纖維，或稱雙組分纖維，多組分纖維。復(fù)合纖維的品種很多，有并列型、皮芯型、海島型、裂離型和共混型等?；瘜W(xué)纖維基本概念圖 復(fù)合纖維的幾種主要型式(a)、（b)并列型；（c)、（d）皮芯型；（e）海島型；（f）（g）裂離型；(h) 共混型化學(xué)纖維基本概念化學(xué)纖維基本概念 共混纖維：共混纖維：Blended spun fiber， Blended fiber由兩種或兩種以上不同的聚合物混合后紡制成的化學(xué)纖維。化學(xué)纖維基本概念蛋白質(zhì)纖維從天然動(dòng)物乳液或植物（如牛奶大豆、玉米、花生等）中提煉蛋白質(zhì)，經(jīng)紡絲或與其它高聚物共混紡絲而成。大豆蛋白纖維化學(xué)纖維基本概念 超細(xì)纖維

11、（超細(xì)纖維（Superfine fiber）：）：化學(xué)纖維可按單纖維的粗細(xì)（線密度）分類，一般分為常規(guī)纖維、細(xì)旦纖維、超細(xì)纖維和極細(xì)纖維。一般線密度0.55dtex稱超細(xì)纖維?；瘜W(xué)纖維基本概念滌綸：常規(guī)纖維的線密度為1.47.0dtex細(xì)旦纖維的線密度為0.551.4dex超細(xì)纖維為0.110.55dtex極細(xì)纖維在0.11dtex化學(xué)纖維基本概念有色纖維：dope-dyed fiber，spun-dyed fiber對(duì)紡絲溶液、熔體或凝膠采用著色方法(加入著色劑或有色母粒等)制成的有色化學(xué)纖維。簡(jiǎn)稱有色絲?；瘜W(xué)纖維基本概念 有光纖維 Bright fiber，Lustrous fiber生產(chǎn)

12、過(guò)程中，未加入消光劑經(jīng)行消光處理的光澤較強(qiáng)的化學(xué)纖維?；瘜W(xué)纖維基本概念 消光纖維 (無(wú)光纖維) Dull fiber，Delustered fiber生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)消光處理(通常用二氧化鈦為消光劑)制成的化學(xué)纖維。纖維表面的反射光減弱。 半消光纖維 (半光纖維) semi-dull fiber生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)部分消光處理(加入消光劑約加入消光劑約0.5 )而制成的化學(xué)纖維。化學(xué)纖維基本概念 高性能纖維高性能纖維（High-performance fiber）具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐化學(xué)藥品、特別優(yōu)異的一類新耐化學(xué)藥品、特別優(yōu)異的一類新型纖維。型纖維。例例:芳族

13、聚酰胺纖維、全芳族聚酯芳族聚酰胺纖維、全芳族聚酯纖維、碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、聚苯并咪唑纖維、聚四氟纖維、聚苯并咪唑纖維、聚四氟乙烯纖維等。乙烯纖維等。高性能纖維的應(yīng)用高性能纖維的應(yīng)用裝甲車、裝甲車、 鋼盔、防暴盾牌、防鋼盔、防暴盾牌、防彈車、防彈衣。彈車、防彈衣?；瘜W(xué)纖維基本概念 功能纖維 (Function fiber)在常規(guī)化學(xué)纖維原有性能的基礎(chǔ)上，又增加了某種特殊功能的一類新型纖維例:高吸水纖維、導(dǎo)電纖維、中空纖維分離膜、離子交換纖維、抗菌消臭纖維、抗紫外線纖維等?；瘜W(xué)纖維基本概念 高分子分離膜是一種重要的功能材料，已經(jīng)在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用?；瘜W(xué)纖維基本概

14、念 智能纖維（Intelligent fiber）一維的纖維狀智能材料。一方面，它具有一般智能材料的智能化功能，即能夠感知環(huán)境的變化或刺激，并能做出響應(yīng)，是一種長(zhǎng)度、形狀、溫度、顏色和滲透速率等能夠隨著環(huán)境發(fā)生變化而發(fā)生敏銳變化的新型纖維；另一方面，它具有普通纖維長(zhǎng)徑比大的特點(diǎn)，能加工成多種產(chǎn)品?；瘜W(xué)纖維基本概念一、 線密度1.定義：線密度是表示纖維粗細(xì)程度的量，在我國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)中，也稱“纖度”。 線密度的單位名稱為特克斯，單位符號(hào)為tex。 1000m長(zhǎng)纖維重量的克數(shù)即為該纖維的特?cái)?shù)。 其1/10稱分特克斯，單位符號(hào)為dtex。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo) 過(guò)去使用的線密度單位：旦

15、尼爾（Denier，簡(jiǎn)稱旦）和公制支數(shù)（簡(jiǎn)數(shù)公支）為非法定計(jì)量單位 旦尼爾數(shù)為9000 m長(zhǎng)纖維重量的克數(shù) 公支為單位重量纖維的長(zhǎng)度既: 1公支=1m/g化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)2.換算關(guān)系：（對(duì)同一根纖維而言）分特?cái)?shù)=特?cái)?shù)/10特?cái)?shù)支數(shù)=1000旦數(shù)=9 特?cái)?shù)1tex(特)=1mg/m1tex=10dtex1旦=1mg/9m1特=1旦/91公支=1m/g單纖維越細(xì)，手感也越柔軟，光澤柔和且易變形加工。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)例題： 一根450米長(zhǎng)的纖維重0.1克，將其進(jìn)行拉伸得知斷裂強(qiáng)力為0.098N，求該纖維線密度(分別以特和旦表示)及相對(duì)強(qiáng)度(以N/tex和cN/dtex表示)?；瘜W(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)二

16、、拉伸性能1. 斷裂強(qiáng)力(絕對(duì)強(qiáng)力)和斷裂強(qiáng)度（1）斷裂強(qiáng)力 定義：纖維纖維拉伸至斷裂時(shí)所能承受的最大負(fù)荷稱斷裂強(qiáng)力，也稱絕對(duì)強(qiáng)力或斷裂負(fù)荷。 單位：牛頓 （N）、厘牛頓 （cN）斷裂強(qiáng)力不僅與纖維本身性質(zhì)有關(guān)，還與線密度有關(guān)。所以常用相對(duì)強(qiáng)度表示化學(xué)纖維的斷裂強(qiáng)度。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)（2）斷裂強(qiáng)度 定義：纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下，直至斷裂所能承受的最大負(fù)荷與纖維的線密度之比。 單位：牛頓特克斯（Ntex）厘牛頓分特克斯（cNdtex）化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo) 斷裂強(qiáng)度是反映纖維質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。斷裂強(qiáng)度高，纖維在加工過(guò)程中不易斷頭、繞輥，最終制成的紗線和織物的牢度也高；但斷裂強(qiáng)度太高，纖維剛性

17、增加，手感變硬。 干強(qiáng)度：纖維在干燥狀態(tài)下測(cè)定的強(qiáng)度稱干強(qiáng)度 濕強(qiáng)度：纖維在潤(rùn)濕狀態(tài)下測(cè)定的強(qiáng)度稱濕強(qiáng)度化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)主要紡織纖維的斷裂強(qiáng)度主要紡織纖維的斷裂強(qiáng)度化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)2.斷裂伸長(zhǎng)率 纖維的斷裂伸長(zhǎng)率一般用斷裂時(shí)的相對(duì)伸長(zhǎng)率，即纖維在伸長(zhǎng)至斷裂時(shí)的長(zhǎng)度比原來(lái)長(zhǎng)度增加的百分?jǐn)?shù)表示：斷裂伸長(zhǎng)率 = (L-L0)/L0100% 纖維的斷裂伸長(zhǎng)率是決定纖維加工條件及其制品使用性能的重要指標(biāo)之一。斷裂伸長(zhǎng)率大的纖維手感比較柔軟，在紡織加工時(shí)，可以緩沖所受到的力，毛絲、斷頭較少；但斷裂伸長(zhǎng)率也不宜過(guò)大，否則織物易變形。普通紡織纖維的斷裂伸長(zhǎng)率為1030%，但對(duì)于工業(yè)用強(qiáng)力

18、絲，則一般要求斷裂強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率低，使其最終產(chǎn)品不易變形?；瘜W(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)3. 初始模量纖維的初始模量即彈性模量（或楊氏模量）是指纖維受拉伸而當(dāng)伸長(zhǎng)為原長(zhǎng)的1%時(shí)所需的應(yīng)力。初始模量表征纖維對(duì)小形變的抵抗能力，在衣著上則反映纖維對(duì)小的拉伸作用或彎曲作用所表現(xiàn)的硬挺度。纖維的初始模量越大，越不易變形，亦即在纖維制品的使用過(guò)程中形狀的改變?cè)叫?。例如在主要的合成纖維品種中，以滌綸的初始模量為最大，其次為腈綸，錦綸則較小，因而滌綸織物挺括，不易起皺，而錦綸則易起皺，保形性差?；瘜W(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)4. 斷裂功 斷裂功為材料拉伸至斷裂時(shí)外力所做之功。 可以從負(fù)荷伸長(zhǎng)曲線下的面積求出。 斷裂功反映纖維的

19、韌性。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)蜘蛛牽引絲和其它纖維的力學(xué)性能比較蜘蛛牽引絲和其它纖維的力學(xué)性能比較化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)5. 回彈性纖維在外力作用下伸長(zhǎng)和釋放外力后恢復(fù)到原始狀態(tài)的能力稱為回彈性。纖維回彈性的表示方法有兩種。(1)一次負(fù)荷回彈性質(zhì)回彈率和彈性功化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)(2) 多次循環(huán)負(fù)荷回彈性質(zhì)化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)三、吸濕性纖維的吸濕性是指在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度（20、65相對(duì)濕度）條件下纖維的吸水率。一般采用兩種指標(biāo)來(lái)表示：回潮率和含濕率?；爻甭?=試樣所含水份的重量干燥試樣的重量 100%含濕率 = 100%試樣所含水份的重量未干燥試樣的重量化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)吸濕性影響纖維的加工性能和使用性能。吸濕性

20、好的纖維，摩擦和靜電作用減小，穿著舒適。對(duì)于吸濕性差的合成纖維，利用化學(xué)改性的方法，在聚合物大分子鏈上引人親水性基團(tuán)，可使其吸濕性有所提高。但實(shí)踐證明，利用物理改性的方法，在纖維中產(chǎn)生無(wú)數(shù)有規(guī)律的毛細(xì)孔，或進(jìn)行適宜的表面處理，以改變纖維的表面結(jié)構(gòu)，對(duì)于改善其吸水性是有效的?；瘜W(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo) 公定回潮率：為了計(jì)重和核價(jià)需要，對(duì)各種紡織材料的回潮率作出的統(tǒng)一規(guī)定。纖維在20、65相對(duì)濕度下的回潮率和我國(guó)所規(guī)定的公定回潮率化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)巻曲數(shù)巻曲率反映卷曲的程度卷曲回復(fù)率卷曲彈性率反映卷曲穩(wěn)定性和堅(jiān)牢度四、巻曲性普通合成纖維的表面比較挺直光滑，纖維之間的抱合力較小，不利于紡織加工。將纖維進(jìn)行化

21、學(xué)、物理或機(jī)械卷曲變形加工，而賦予纖維一定的卷曲，可以有效地改善纖維的抱合性，同時(shí)增加纖維的蓬松性和彈性，使其織物具有良好的外觀和保暖性。短纖維的巻曲性表征 化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)緊縮伸長(zhǎng)率：反映彈性及卷縮程度緊縮彈性恢復(fù)率：反映彈性及卷縮穩(wěn)定性卷縮特性：卷曲收縮率CC 卷曲模量CM 卷曲穩(wěn)定度CS變形絲的卷曲性表征 化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)卷曲率 = (L1 L0 )/L1 100%卷曲回復(fù)率 = (L1 L2 )/L1 100%卷曲彈性回復(fù)率 = (L1 L2 )/(L1 L0 ) 100%L0預(yù)加張力為1.2610-3dNtex時(shí)的纖維長(zhǎng)度；L1 加負(fù)荷 8.8 10-2dNtex并保持l min

22、后測(cè)得的纖維長(zhǎng)度；L2 除去負(fù)荷使纖維松弛2min后，再加預(yù)張力測(cè)得的纖維長(zhǎng)度。 卷曲數(shù)（個(gè)cm）= (彎曲點(diǎn)個(gè)數(shù)/2)/L0化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)五、沸水收縮率將纖維放在沸水中煮沸30min后，其收縮后的長(zhǎng)度與原來(lái)長(zhǎng)度之比，稱為沸水收縮率。沸水收縮率是反映纖維熱定型程度和尺寸穩(wěn)定性的指標(biāo)。 沸水收縮率越小，纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越好，纖維在加工和服用過(guò)程中遇到濕熱處理（如染色、洗滌等）時(shí)，尺寸越穩(wěn)定而不易變形，同時(shí)物理機(jī)械性能和染色性能也越好。纖維的沸水收縮率主要由纖維的熱定型工藝條件來(lái)控制?；瘜W(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)六、 燃燒性能 纖維的燃燒性能是指纖維在空氣中燃燒的難易程度。為了測(cè)定和表征纖維及其制品的燃

23、燒性能，國(guó)際規(guī)定采用“極限氧指數(shù)”（Limiting Oxygen Index，簡(jiǎn)稱LOI）法。所謂極限氧指數(shù)，就是使著了火的纖維離開(kāi)火源，而纖維仍能繼續(xù)燃燒時(shí)，環(huán)境中氮和氧混合氣體內(nèi)所含氧的最低百分率。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo) 在空氣中，氧的百分率為21，故若纖維LOI21，就意味著空氣中的氧氣足以維持纖維繼續(xù)燃燒，這種纖維就屬于可燃性或易燃性纖維；若LOI21，就意味著這種纖維離開(kāi)火焰后，空氣中的氧不能滿足使纖維繼續(xù)燃燒的最低條件，會(huì)自行熄滅，這種纖維屬于難燃性或阻燃性纖維。LOI26時(shí)稱為阻燃纖維。化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo)纖維的極限氧指數(shù)纖維的極限氧指數(shù)化學(xué)纖維的品質(zhì)指標(biāo) 由表可見(jiàn)，幾種主要化學(xué)纖維

24、的LOI都小于21，屬可燃或易燃纖維。而對(duì)于床上用品、兒童及老人睡衣、室內(nèi)裝飾織物、消防用品、飛機(jī)、汽車、輪船內(nèi)倉(cāng)用品等，很多國(guó)家都有阻燃要求，因此，對(duì)化學(xué)纖維的阻燃處理，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行過(guò)大量研究，主要是采用共聚、共混、表面處理等方法，在纖維或織物中引入有機(jī)磷化合物、有機(jī)鹵素化合物或二者并用。世界合成纖維發(fā)展概論1935年Carothers以己二胺、己二酸為原料，合成聚酰胺66，再經(jīng)熔融紡絲制成聚己二酰己二胺纖維，并在美國(guó)Dupont實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1941年Schlack發(fā)明的聚己內(nèi)酰胺纖維在德國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。上世紀(jì)50年代初，聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇縮甲醛纖維、聚酯纖維等相繼實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1

25、960年聚丙烯纖維在意大利實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。石油化工的迅猛發(fā)展促進(jìn)了合成纖維工業(yè)的發(fā)展。世界合成纖維的產(chǎn)量于1962年超過(guò)了羊毛產(chǎn)量，1967超過(guò)了再生纖維產(chǎn)量，近年又與棉花產(chǎn)量基本持平，成為主要紡織原料。世界合成纖維發(fā)展概論我國(guó)和世界化學(xué)纖維產(chǎn)量世界合成纖維發(fā)展概論世界合成纖維發(fā)展的四個(gè)階段：第一階段 19381950 重點(diǎn)發(fā)展尼龍，探索新的合成高聚物。第二階段 19501956 滌綸，腈綸等主要合成纖維工業(yè)化。 第三階段 1956迄今迄今 發(fā)展第二代合纖改性纖維，也稱為差別化纖維、新合纖。第四階段 1960迄今迄今 發(fā)展特種纖維 ，包括高性能纖維和功能纖維。世界合成纖維發(fā)展概論在三大合成纖維工

26、業(yè)化以后，56年進(jìn)入了合成纖維的第三階段，即進(jìn)入了“分子工程”階段。人們開(kāi)始利用化學(xué)改性和物理改性手段，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，制成具有特定性能的第二代化學(xué)纖維，即“差別化纖維”。改性的內(nèi)容很多，如賦予纖維抗靜電、抗起球、光熱穩(wěn)定、防污、阻燃、蓬松、手感好、高吸水、高收縮、可染性等性能。仿毛、仿麻、仿絲綢、仿棉都可以通過(guò)改性達(dá)到目的。世界合成纖維發(fā)展概論差別化纖維在化學(xué)纖維中的比例迅速增加，如最近日本的差別化纖維產(chǎn)量已占其全部合成纖維的50以上。其中，原液著色、異形、復(fù)合等加工技術(shù)早已成熟，在近年開(kāi)發(fā)的高附加值織物中被大量采用。聚酯細(xì)旦絲的仿真絲綢產(chǎn)品，由于其外觀、手感、懸垂性、穿著舒適性等大為改善，受

27、到國(guó)際市場(chǎng)的青睞。世界合成纖維發(fā)展概論高性能纖維高強(qiáng)度高模量纖維聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維，強(qiáng)度為1922cNdtex、模量為460850cNdtex。耐高溫纖維聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，在304下連續(xù)加熱1000h強(qiáng)度仍保持64，在火焰中難燃，具有自熄性。高強(qiáng)度高模量耐高溫纖維碳纖維世界合成纖維發(fā)展概論高溫耐腐蝕纖維聚四氟乙烯纖維，在天然纖維及化學(xué)纖維中，化學(xué)穩(wěn)定性最優(yōu)異。電絕緣纖維 聚2，6二苯基對(duì)苯醚纖維，耐超高電壓500kV上 。世界合成纖維發(fā)展概論功能纖維離子交換纖維在大分子中引入磺酸基、羧基、胺基等活性基團(tuán)，使纖維具有離子交換、捕捉重金屬離子功能。塑料光導(dǎo)纖維用折射率不同的兩種透明高

28、分子材料，采用皮芯復(fù)合紡絲制成纖維?；钚蕴祭w維具有多微孔結(jié)構(gòu)，表面有很強(qiáng)吸附特性的。世界合成纖維發(fā)展概論中空纖維膜具有微孔結(jié)構(gòu)，在壓力差、濃度差或電位差的推動(dòng)下，進(jìn)行反滲透、超濾、透析用的等。水溶性纖維可以達(dá)到水溶溫度為1095、不同規(guī)格纖維等。聚氨酯彈性纖維伸長(zhǎng)率為500600時(shí)，彈性回復(fù)率為9798的纖維。世界合成纖維發(fā)展概論我國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展概況我國(guó)的化學(xué)纖維工業(yè)發(fā)展歷程可以大致分為四個(gè)階段。第一階段，即起步階段(19561965年)。從粘膠纖維起步，從東歐、日本、英國(guó)分別引進(jìn)了生產(chǎn)粘膠、維綸、腈綸設(shè)備和技術(shù)。第二階段，即奠基階段(19661980年)。化纖原料開(kāi)始轉(zhuǎn)向石油化工路線。

29、建立了一批維綸廠，在上海、遼陽(yáng)、天津、四川引進(jìn)四套大型石油化纖聯(lián)合企業(yè)的成世界合成纖維發(fā)展概論套設(shè)備，配套發(fā)展了一批合成纖維紡絲廠，為我國(guó)化纖工業(yè)的更大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。第三階段，即發(fā)展階段(19811995)。上世紀(jì)80年代建設(shè)了特大型化纖企業(yè)江蘇儀征化纖工程；完成了上海石化公司的二期工程，并在廣東新會(huì)、佛山、河南平頂山以及遼寧撫順等地，建成了多個(gè)技術(shù)先進(jìn)的滌綸、錦綸和腈綸廠。90年代又完成了儀征三期和遼化二期工程。世界合成纖維發(fā)展概論第四階段，即持續(xù)增長(zhǎng)階段(1996)。成為世界上化學(xué)纖維第一生產(chǎn)大國(guó)。已形成國(guó)營(yíng)、民營(yíng)、外資三足鼎立的局面。重視差別化、高性能、功能纖維的研究與開(kāi)發(fā)，化纖新品種

30、不斷投產(chǎn)。總之，今后我國(guó)化纖工業(yè)將不斷由生產(chǎn)大國(guó)向高技術(shù)、高質(zhì)量、多品種大國(guó)轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步提高集約化程度，邁向國(guó)際先進(jìn)水平。世界合成纖維發(fā)展概論化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述化學(xué)纖維的制造可概括為以下四個(gè)工序：化學(xué)纖維的制造可概括為以下四個(gè)工序： 原料原料制備制備 紡絲流體紡絲流體（液）制備（液）制備 化學(xué)纖維的化學(xué)纖維的紡絲成型紡絲成型 化學(xué)纖維化學(xué)纖維的后加工的后加工 一、原料制備 天然高分天然高分子聚合物子聚合物 由天然高分子聚合物經(jīng)化學(xué)加工制造而成，其原料制備過(guò)程是將天然高分子化合物經(jīng)一系列的化學(xué)處理和機(jī)械加工，提純?nèi)コs質(zhì)。 合成合成纖維纖維 以石油、煤、天然氣及一些農(nóng)副產(chǎn)品等低分子為原料制成

31、單體后，經(jīng)過(guò)化學(xué)聚合，聚合而成具有一定官能團(tuán)、一定平均分子量和分子量分布的線型聚合物，然后再制成纖維。由于聚合方法和聚合物的性質(zhì)不同，合成的聚合物可能是熔體狀態(tài)或溶液狀態(tài)。 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述二、紡絲流體（液）的制備二、紡絲流體（液）的制備 紡絲液紡絲液的制備的制備熔體法熔體法紡絲紡絲熔體熔體溶液法溶液法紡絲紡絲溶液溶液幾種主要成纖高聚物的熱分解溫度和熔點(diǎn)幾種主要成纖高聚物的熱分解溫度和熔點(diǎn) 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述（一）紡絲熔體的制備（一）紡絲熔體的制備 凡高聚物的熔點(diǎn)低于其分解溫度的，多采用將高聚物熔融成流動(dòng)的熔體（紡絲熔體）進(jìn)行紡絲（如滌綸、錦綸、丙綸等）。熔體紡絲法用于工業(yè)生產(chǎn)有兩種

32、實(shí)施方法：一是熔體直接紡絲；另一種是切片紡絲。 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述（二）紡絲溶液的制備（二）紡絲溶液的制備 采用溶液紡絲法時(shí)，紡絲熔液的制備有兩種方法：一是直接利用聚合后得到的聚合物溶液作為紡絲原液，稱為一步法；二是將聚合物溶液先制成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物，然后再溶解，以獲得紡絲液，稱為二步法。 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述三、化學(xué)纖維的紡絲成型三、化學(xué)纖維的紡絲成型 將紡絲熔體或溶液，用紡絲泵（或稱計(jì)量泵）連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭的噴絲孔中壓出，呈液體細(xì)絲狀，再在適當(dāng)介質(zhì)中固化成細(xì)絲，這一過(guò)程稱為紡絲，這是化學(xué)纖維生產(chǎn)的核心工序。常用的紡絲方法根據(jù)紡絲流體制備的方法和液體細(xì)絲固化的方法不

33、同，分為熔體紡絲和溶液紡絲兩類。 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述（一）熔體紡絲（一）熔體紡絲 熔體紡絲是將成纖高聚物熔體經(jīng)紡絲噴絲頭流出熔體細(xì)流、在周圍空氣（或水）中冷卻凝固成型的方法。如滌綸、錦綸、丙綸等采用熔體紡絲方法制得。此法流程短、紡絲速度高、紡絲速度一般為9001200m/min，高速紡絲可達(dá)4000m/min以上，成本低，但噴絲板孔數(shù)較少，長(zhǎng)絲1150孔，短纖維一般為300800孔，高的可達(dá)10002000孔，甚至更多。若用常規(guī)圓形噴絲孔，則紡得的纖維截面大多為圓形；采用異形噴絲孔，則紡得的纖維截面為異形。該法適用于能熔化、易流動(dòng)、不易分解的高聚物。 化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述熔體紡絲生產(chǎn)流程熔體紡絲生產(chǎn)流程化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法概述（二）溶液紡絲（二）溶液紡絲 濕法紡絲是將高聚物在溶劑（無(wú)機(jī)、有機(jī)